Što je snaga prinosa?

Cherokee - Trostruka snaga za veći prinos pšenice (Lipanj 2019).

Anonim

Bez obzira na to je li materijal mekana ili tvrdoglav, može se prepoznati nešto što se zove snaga prinosa. Točka na kojoj materijal prestaje biti elastičan i postaje trajno plastični, točka u kojoj se daje, naziva se točka prinosa.

Za inženjera, temeljito proučavanje svojstava materijala je apsolutna nužnost prije ulaganja u bilo koji novi projekt. Zamislite strašne posljedice ako su inženjeri koji su gradili Brooklyn Bridge bili besramno neznatni i koristili plastičnu ili opeku umjesto čelika. S druge strane, ako je većina današnjih igračaka izgrađena od čelika, a ne nešto kao što je plastično, oni bi bili nemogući plijesni u najskolikijim oblicima koje mi toliko volimo.

Bez obzira na to je li materijal mekana ili tvrdoglav, može se prepoznati nešto što se zove snaga prinosa.

Stresni stresni grafikon

Krivulja stres-strain.

U početku, materijal, čak i čelik, ponaša se kao elastičan kada se pruži. Kada je unutar elastičnog ograničenja, naprezanje uzrokovano stresom je reverzibilno; da, materijal se produžuje, ali jednom kad se oslobađa stres, zadržava svoju izvornu duljinu. Ta elastičnost, međutim, nije trajna. Višak stresa trajno deformira materijal.

U stvari, primjenom većeg stresa uzrokuje stvaranje onoga što se naziva 'vrat' duž deformacije. Vrat je sličan užadima od sira koji jedva drže kriški i ostatak pizze zajedno. Još veći stres će slomiti vrat - materijal u konačnici podlegao stresu i pati tragičnim lomom ili lomom.

Necking i fraktura.

Čvrstoća popuštanja

Stresovi tako teški mogu uzrokovati trajne deformacije.

Duktilni materijal poput željeza nije trajno deformiran, jer se njegovi atomi "raspadaju", ali zato što je naprezanje dovoljno uvjerljivo da prevlada svoju energiju rešetke i narušava krutu strukturu materijala; dovoljno je da doslovno odstrani atome iz svojih kristala. Taj se fenomen naziva kristalna dislokacija.

Plastika se deformira lakše jer se podliježe laktaciji od lakiranja nego što to mogu biti nodularni materijali. Tu su i krhki materijali koji nemaju nikakav koncept stresa. Ovi materijali, podvrgnuti stresu većoj od stresa prinosa, kao što ime sugerira, ne prolazi kroz prijelaz od elastičnosti do plastičnosti, već se umjesto toga izravno prekine.

Krivulje stres-soja različitih vrsta materijala.

Konačno, budući da snaga prinosa materijala bitno određuje svoju toleranciju za napetost, inženjeri su shvatili da moraju stvoriti pametne načine da ga povećaju. Jedan od načina za to je dodavanje nečistoća u materijal. Poboljšana gustoća uzrokuje da materijal postane tolerantniji prema deformacijama, jer nečistoće mogu ispuniti praznine koje su ostale iza kristalnih raspona. Slitine poput čelika, koje nastaju hranjenjem željeza raznim vrstama nečistoća, najbolji su primjeri takve manipulacije.

Drugi način postizanja većeg stresnog stresa je manipuliranje materijalom pri nižim temperaturama. Više temperature doprinose stresu, jer toplinska energija uzrokuje da se atomi snažno lutaju i guraju. S polovicom već obavljenog posla, vanjski stres zahtjeva stoga i manje energije nego što je originalni stresni prinos materijala zahtijevao da uzrokuje promjenu i trajnu deformaciju. Zašto bi još mislili da trebamo udariti dok je željezo vruće?